OSGi简介

FelixWang0515

于 2017-06-04 10:33:44 发布

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分类专栏： OSGi简介文章标签： osgi 开发人员模块化 java

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OSGi（Open Service Gateway initiative）

其英文定义为：The Dynamic Module System for Java ，由此可见，OSGi的主要职责就是为了让开发者能够构建动态化、模块化的Java系统。使用OSGi，系统的各个组件就像插件一样，暴露特定的接口，实现“即插即用”。

OSGI特点

从需求实现方面，OSGI 为动态扩充、修改系统功能和改变系统行为提供了支撑
从部署和运行的角度来说，OSGi的特点就更多了，OSGi的动态化很大程度体现在系统的部署和运行时。这些特点包括：
1. 切合真实运行环境：OSGi框架是动态的，bundle能够进行即时的更新，服务可以根据需要动态增加或者删除。比如一个服务可以是一个网络中的设备，如果一个设备被监测到，则服务可以动态注册；如果设备被移除，则服务能够动态注销。在这样的运行环境中编程将需要耗费大量的开销来处理动态性，但是OSGi帮助开发者处理了绝大多数动态性方面的工作。
2. 易于部署：OSGi定义了组件是如何安装和管理的，标准化的管理API使得OSGi能够和现有和将来的各种系统有机的集成。
3. 动态更新：这是OSGi被最经常提起的一个特性，即所谓的“热插拔”特性，bundle能够动态的安装、启动、停止、更新和卸载，而整个系统无需重启。
4. 适配性：这主要得益于OSGi提供的服务机制、组件可以动态的注册、获取和监听服务，使得系统能够在OSGi环境调整自己的功能。
5. 透明：提供了管理API来访问内部状态，因此通常无需去查看日志，能够通过命令行进行调试。
6. 版本化：bundle可以版本化，多版本能够共存而不会影响系统功能，解决了JAR hell的问题。（这在开发时也提供了很大的帮助）
7. 快速：这得益于OSGi的类加载机制，和JAR包的线性加载不同，bundle委托式的类加载机制，使得类的加载无需进行搜索，这又能有效的加快系统的启动速度。
8. 懒加载：OSGi技术采用了很多懒加载机制。比如服务可以被注册，但是直到被使用时才创建。
从开发的角度来说，OSGi具有以下特点：
1. 复杂性的降低：基于OSGi的组件模型bundle能够隐藏内部实现，bundle基于服务进行交互。
2. 复用：很多第三方的组件可以以bundle的形式进行复用。
3. 简单：核心的API总过包括不超过30个类和接口。
4. 小巧：OSGi R4框架的实现仅需要300KB的JAR file就足够。在系统中引入OSGi几乎没有什么开销。
5. 非侵入式：服务可以以POJO的形式实现，不需要关注特定的接口。
OSGI思想：强调微核+系统插件+应用插件的概念

OSGI框架

OSGi框架提供了一个通用安全可管理的Java框架，能够支持可扩展可下载的应用（即bundles）的部署。OSGi框架是OSGi技术最基础也是最核心的部分。OSGi框架分为以下几层，如下图所示:
- 安全层
- 模块层
- 生命周期层
- 服务层
- 服务
Equinox为Eclipse的OSGI框架
Oscar 是一个遵循 OSGI R3 框架的实现
Knopflerfish 实现了 OSGI R4，也提供了为方便开发基于 OSGI 系统的大量的 Bundle。

OSGI的构件

Bundle其实就是一个jar文件，这个jar文件和普通的jar文件唯一不同的地方就是 Meta-inf目录下的MANIFEST.MF文件的内容，可以称它为bundle的元数据。信息中包含有象Bundle的名称、描述、开发商、classpath、需要导入的包以及输出的包等等。
- JAR包的限制：
  1. JAR 包通过类路径环境变量解析，而这并未提供管理 JAR 依赖关系的可靠框架。
  2. JAR 无法进行版本控制，因此无法跟踪所创建或修改的 JAR 包的历史。
  3. 没有用于在运行时出现代码更改的情况下动态更新 JAR 文件的框架。
- Bundle 通过实现 BundleActivator 接口去控制其生命周期。在 Activator 中编写 Bundle 启动、停止时所需要进行的工作，同时也可以在 Activator 中发布或者监听框架的事件状态信息，以根据框架的运行状态做出相应的调整。

生命周期层

Bundle具有如下几个状态：INSTALLED, RESOLVED,STARTING, ACTIVE, STOPPING, UNINSTALLED。bundle各个生命周期状态的转换如下图所示：
启动级别：启动级别的数值越高，代表启动的阀值越高，即启动顺序越靠后。
只有System Bundle的启动级别可以为0，其他的均大于0（最大值为Integer.MAX_VALUE）。
动态启动级别:

动态启动级别Felix举例

BundleActivator是Bundle的入口，与标准的Java应用程序中的静态main（）函数类似
BundleContext为应用提供执行是操作OSGi框架的方法

服务层

OSGi框架拥有一个集中的服务注册中心，它遵循发布-查询—绑定模型。
- 提供者Bundle可以将传统的java对象发布为服务
- 使用者Bundle可以找到并绑定服务
OSGi标准的服务属性
1. ObjectClass、service.id（不可改变）
2. service.pid、service.description、service.vendor
3. service.ranking(值越大优先级越高)
服务注册对象是私有的，不能被别的Bundle共享，它们与发布服务的Bundle的生命周期是绑定的。
当Bundle停止时，任何没有移除服务都会被框架自动移除，Bundle停止时不必明确地注销服务。
先按照service.ranking从大到小排序，再按照service.id排序。
三种类型的事情：
1. REGISTERED（注册）：一个服务已经被注册并且可以立即使用。
2. MODIFIED（更改）：服务的一些元数据已经被修改。
3. UNREGISTERED（注销）：一个服务处于被注销的状态。
Bundle是动态的，服务随时可能消失，在调用服务前先判断服务是否为Null
当需要为不同的Bundle提供相同服务的不同实例需要使用ServiceFactory，同一个Bundle的多次请求会被OSGi框架缓存。
当服务使用Bundle的unGetService调用的次数等于GetService（）及Bundle停止时清理缓存
服务钩子（Service Hook）
1. EventListenerHook（当所有服务事件发生时）
2. FindHook（当服务请求发生时）
3. ListenerHook（当服务注册或者注销发生时时）
4. 服务钩子可以实现一些AOP的功能。比如：增强服务，返回服务的代理